JPH1054840A - Flow velocity measuring method and flowmeter - Google Patents

Flow velocity measuring method and flowmeter

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JPH1054840A
JPH1054840A JP8210760A JP21076096A JPH1054840A JP H1054840 A JPH1054840 A JP H1054840A JP 8210760 A JP8210760 A JP 8210760A JP 21076096 A JP21076096 A JP 21076096A JP H1054840 A JPH1054840 A JP H1054840A
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JP
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flow velocity
flow
fluid
average
measuring
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JP8210760A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiharu Saito
俊晴 斎藤
Norihiro Konda
徳大 根田
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Tokyo Gas Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Gas Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily measure the average flow rate of a fluid with high accuracy even when the fluid is in an undeveloped state by measuring the flow velocity of the fluid in a plurality of directions at a plurality of measuring points and averaging the measured flow velocities in each direction, and then, multiplying the average flow velocity in each direction by a correction factor. SOLUTION: Many supporting bodies 2, on each of which flow velocity detecting elements 4x, 4y, and 4z directed in the x-, y-, and z-axis directions are arranged, are arranged at prescribed positions in the flow passage of a fluid so as to measure the flow velocity of the fluid in the x-, y-, and zaxis directions at the measuring points. The average flow velocity of the fluid in each direction is found by averaging the measured flow velocities of the fluid in each direction obtained at the measuring points and multiplying the average flow velocity in each direction by a correction factor, and then, averaging the corrected flow velocities. After the average flow velocity is found, the flow rate of the fluid is calculated. A thermal type flow velocity detecting element, turbine type flow velocity detecting element, etc., can be used as the flow velocity detecting elements. When the thermal type element is used, the element can be positioned easily in a gas pipe through a small inserting hole, because the flowmeter itself can be made extremely small in size.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、管路中を流れる流
体の流量を計測する流速測定方法および流量計に関す
る。さらに詳細には、流れが非発達な条件下において
も、正確に流量を計測することができる流速測定方法お
よび流量計に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flow rate measuring method and a flow meter for measuring a flow rate of a fluid flowing in a pipeline. More specifically, the present invention relates to a flow velocity measuring method and a flow meter capable of accurately measuring a flow rate even under conditions where the flow is not developed.

【0002】[0002]

【従来の技術】管内を流れる気体や液体などの流体の流
量を計測する場合、これらの流体に不規則な乱れが発生
して流速分布が不均一となると、正確な流量を測定する
ことができない。これに対処するために、従来、流体の
流れを層流状態または発達した乱流状態としたうえで、
ある一点の流速を測定し、その測定値と既知の流速パタ
ーンおよび流路の断面積に基づいて流量を算出してい
た。流体をこのような層流状態または発達した乱流状態
にするためには、流路となる管に対して測定点の上流側
で管直径の15倍。下流側で5倍の長さの直管構造とす
る必要がある。しかしながら、空気やガスあるいは冷却
水などの流体を通す導管において、このような長い直管
部を確保することは、導管を敷設した状態では殆ど不可
能であり、実用上望むことはできないものであった。
2. Description of the Related Art When measuring the flow rate of a fluid such as a gas or a liquid flowing in a pipe, if the fluid has irregular turbulence and the flow velocity distribution becomes non-uniform, an accurate flow rate cannot be measured. . In order to cope with this, conventionally, the flow of the fluid is set to a laminar state or a developed turbulent state,
The flow rate at a certain point was measured, and the flow rate was calculated based on the measured value, the known flow rate pattern, and the cross-sectional area of the flow path. In order to bring the fluid into such a laminar state or a developed turbulent state, the diameter of the pipe is 15 times the pipe diameter on the upstream side of the measurement point with respect to the pipe serving as the flow path. It is necessary to have a straight pipe structure having a length five times as long as the downstream side. However, in a conduit through which a fluid such as air, gas, or cooling water passes, it is almost impossible to secure such a long straight pipe portion in a state where the conduit is laid, which is not practically desirable. Was.

【0003】このため、このような十分な長さの直管部
構造を確保できない場合の流量測定法として、流体の流
れの状態にかかわらず流量測定を可能とするために、複
数の流量計を組み合わせて流速分布の変化による出力の
変動を抑える相関式流量計や管路断面内の複数の位置で
の想定値を構造的に平均化してこれらの出力の変動を相
殺する測定方法が用いられていた。
[0003] For this reason, as a flow measurement method in a case where such a straight pipe structure having a sufficient length cannot be ensured, a plurality of flow meters are required in order to enable flow measurement regardless of the state of fluid flow. Correlation-type flowmeters that suppress output fluctuations due to changes in flow velocity distribution in combination and measurement methods that structurally average the assumed values at multiple positions within the pipe cross-section and cancel these output fluctuations are used. Was.

【0004】例えば、相関式流量計として、特公昭60
−7204号公報に記載されているピトー管式流量計が
ある。図14は、このピトー管式流量計の構造を示す一
部破断斜視図であり、図15は、図14のB−B線での
断面図である。この流量計は、高圧管91と低圧管92
とを組み合わせたピトー管90からなり、これら高圧管
および低圧管は中空の鞘93内の空間に収容されてい
る。低圧管92および高圧管91の先端には、それぞれ
高圧ポート94および低圧ポート95が開口しており、
低圧ポート95はピトー管が挿入される導管の軸線上に
位置するように鞘に配置されており、高圧ポート94は
鞘93の上流側に配置された複数の上流側ポート96に
連通してこれら複数の上流側ポート96からの動圧が平
均化されて高圧ポート95に加えられる。このような構
造のピトー管式流量計は、導管の直管部が管直径の数倍
程度であっても、安定した、高いS/N比の出力得るこ
とができる。
For example, as a correlation type flow meter, Japanese Patent Publication No.
There is a Pitot tube flow meter described in US Pat. FIG. 14 is a partially cutaway perspective view showing the structure of the pitot tube flow meter, and FIG. 15 is a sectional view taken along line BB of FIG. This flow meter comprises a high pressure pipe 91 and a low pressure pipe 92.
And a high-pressure pipe and a low-pressure pipe are housed in a space inside a hollow sheath 93. A high-pressure port 94 and a low-pressure port 95 are opened at the ends of the low-pressure pipe 92 and the high-pressure pipe 91, respectively.
The low-pressure port 95 is disposed on the sheath so as to be located on the axis of the conduit into which the pitot tube is inserted, and the high-pressure port 94 communicates with a plurality of upstream ports 96 disposed on the upstream side of the sheath 93. The dynamic pressure from the plurality of upstream ports 96 is averaged and applied to the high pressure port 95. The pitot tube flowmeter having such a structure can obtain a stable and high S / N ratio output even when the straight pipe portion of the conduit is about several times the pipe diameter.

【0005】また、最近では、半導体微細加工技術を用
いた熱式流量検出素子が作成され、極めてコンパクト
で、多数の素子を測定器上に並べて配置することができ
ることから、流体の流路内を広い範囲にわたって計測で
きる利点があり、これらの流体の計測手段として応用が
図られている。しかも、この半導体微細加工技術を用い
て製造される熱式流速検出素子は、極めて感度が高く、
例えば、流速が0.005〜40m/secの広い範囲
にわたって計測可能であり、ミリ秒(ms)の応答時間
での測定が可能であり、また、微小なことから測定手段
が流量などに影響を与えない、消費電力が低い、量産に
よるコストダウンが見込めるなどの優れた特徴を有して
いる。
[0005] Recently, a thermal type flow rate detecting element using a semiconductor micromachining technique has been manufactured, and is extremely compact, and many elements can be arranged side by side on a measuring instrument. It has the advantage of being able to measure over a wide range and is being applied as a means of measuring these fluids. Moreover, the thermal flow velocity detecting element manufactured using this semiconductor fine processing technology has extremely high sensitivity,
For example, the flow rate can be measured over a wide range of 0.005 to 40 m / sec, the measurement can be performed with a response time of milliseconds (ms), and the measurement means does not affect the flow rate etc. It has excellent features such as not giving, low power consumption, and cost reduction by mass production.

【0006】この流速検出素子を用いた流量計を図16
に示す、図16において、熱式流量計1は、綱や不銹鋼
などの支持部材2に支持されたガラス基板3上に貼付ら
れた複数個の検出素子4からなり、作業時の保護のため
の保護カバー5が間隔保持部材6を介して取り付けら
れ、温度検出素子7を設けている。各検出素子4のコン
タクトパッド44は、配線パターン31側の接続パッド
32と金線で接続され、配線パターンの端子接続用パッ
ド33、および温度検出素子7のパッド34はそれぞれ
接続線9を経て信号処理部8に接続される。
FIG. 16 shows a flow meter using this flow rate detecting element.
In FIG. 16, the thermal type flow meter 1 includes a plurality of detecting elements 4 attached to a glass substrate 3 supported by a supporting member 2 such as a rope or stainless steel. The protective cover 5 is attached via a spacing member 6 and has a temperature detecting element 7. The contact pad 44 of each detecting element 4 is connected to the connecting pad 32 on the wiring pattern 31 side by a gold wire, and the terminal connecting pad 33 of the wiring pattern and the pad 34 of the temperature detecting element 7 are each connected to the signal via the connecting line 9. Connected to processing unit 8.

【0007】図17に温度検出素子と信号処理部の回路
構成を示す。この例は、熱式流速検出素子4−1〜4−
nを並列に接続した場合の回路構成を示す。信号処理部
8は、定電圧源81と、演算回路82と、表示部83
と、電圧検出用抵抗84とを有している。図に示すよう
に、各素子4のヒータ線には電圧Vcが電圧検出用抵抗
84を介して印加される。そこで、電圧検出用抵抗8に
流れる電流Iは、次式で表わされる。
FIG. 17 shows a circuit configuration of the temperature detecting element and the signal processing section. In this example, the thermal flow velocity detecting elements 4-1 to 4-
3 shows a circuit configuration when n is connected in parallel. The signal processing unit 8 includes a constant voltage source 81, an arithmetic circuit 82, a display unit 83
And a voltage detecting resistor 84. As shown in the figure, a voltage Vc is applied to the heater wire of each element 4 via a voltage detecting resistor 84. Therefore, the current I flowing through the voltage detection resistor 8 is represented by the following equation.

【0008】[0008]

【数1】 (Equation 1)

【0009】ヒータ線43−1〜43−nの合成抵抗を
r′で表すと、抵抗84の両端に表れる電圧Vsは、次
式で示される。 Vs=Is・R =[Vc/(R+r′)]・R =Vc・R/(R+r′)
When the combined resistance of the heater wires 43-1 to 43-n is represented by r ', the voltage Vs appearing across the resistor 84 is expressed by the following equation. Vs = IsR = [Vc / (R + r ')] R = VcR / (R + r')

【0010】すなわち、抵抗84の両端に表れる電圧V
sは、ヒータ線43−1〜43−nの合成抵抗r′の変
化に依存するから、これらの電気信号により、熱式流速
検出素子の抵抗変化すなわち流速変化を測定することが
できる。
That is, the voltage V appearing across the resistor 84
Since s depends on the change in the combined resistance r 'of the heater wires 43-1 to 43-n, the change in the resistance of the thermal flow rate detecting element, that is, the change in the flow rate, can be measured from these electric signals.

【0011】このような熱式流速検出素子による流量測
定は、各熱式流速検出素子と抵抗84の接続体に一定電
圧Vcが印加され、流体に接したヒータ線の合成抵抗が
低下し、各熱式流速検出素子を流れる電流値が変化する
ことによって検出されるが、各流速検出素子は並列接続
しているので、定電圧電源を流れる電流値は各検出素子
4を流れる電流値の総和に等しく、定電圧電源を流れる
電流値を流量計の出力とすることによって、各熱式流速
素子4の出力の平均値が得られる。また、この流量計に
よれば、各素子が並列に接続されているため、いくつか
の素子が損傷しても、残る他の素子による計測が可能で
あって、直にその機能を失うことはなく、保安上優れた
特徴を有している。
In the flow rate measurement using such a thermal type flow velocity detecting element, a constant voltage Vc is applied to the connection between each thermal type flow velocity detecting element and the resistor 84, and the combined resistance of the heater wire in contact with the fluid is reduced. The current value flowing through the thermal flow velocity detecting element is detected by a change. The current flowing through the constant voltage power supply is equal to the sum of the current flowing through each detecting element 4 because the flow velocity detecting elements are connected in parallel. By making the current value flowing through the constant-voltage power supply equal to the output of the flow meter, an average value of the outputs of the thermal flow elements 4 can be obtained. In addition, according to this flow meter, since each element is connected in parallel, even if some elements are damaged, measurement can be performed by the remaining other elements, and the function is not immediately lost. And has excellent security features.

【0012】しかしながら、これらの各流量計は、流路
内の広範囲に亘って流速を測定できるものの、いずれも
流路内の流れが乱流であって、パターン化できないよう
な場合には、その測定値自体の精度にも拘らず、これら
の測定結果は実際の平均流量を的確に表すものとは言え
なかった。すなわち、それぞれの流量計および流速検出
素子は、流れが一定しない乱流である場合、これらを直
接平均化したり、ミクロな領域のカルマン渦等のうずの
流れの方向に沿った流速をそれぞれ計測して、平均化し
ていることとなり、これらの状態が、流路中の位置や流
速などによって一定しないものであることからすると、
このような流路に沿う方向の流れのみを前提にして流れ
の状態を、単に平均化したり、経験的にパターン化した
実験値により補正する方法では実際の流量を表すものと
ならない。
However, each of these flow meters can measure the flow velocity over a wide range in the flow path, but when the flow in the flow path is turbulent and cannot be patterned, the flow rate can be measured. Despite the accuracy of the measurements themselves, these measurements did not accurately represent the actual average flow rate. In other words, each flow meter and flow velocity detecting element directly averages the turbulent flow when the flow is not constant, or measures the flow velocity along the direction of the vortex flow such as Karman vortex in a micro area. Therefore, since these conditions are not constant depending on the position in the flow path, the flow velocity, and the like,
The method of simply averaging the flow state based on only the flow in the direction along the flow path or correcting the flow state with experimental values empirically patterned does not represent the actual flow rate.

【0013】特に、計測点が整圧器や曲がり管などの直
後の管路内では、渦流や戻り流を伴う不規則な乱れた状
態となるため、その方向成分もまた、一定方向とはなら
ず、前記の測定方法ではその影響を解消することはでき
なかった。このため、このような測定方法による場合、
測定された流量は必ずしも高精度かつ十分な信頼性ある
ものとは言えなかった。これに対処するため、実用上も
精度を向上するために、ガス管などに流量計を設置する
場合には、管路を少しでも直線にして、可能な限り乱れ
の影響を少なくすることを余儀なくされ、またそのよう
にして得られた測定結果も高精度を期しがたいことか
ら、簡便で高精度の流量測定手段が望まれていた。
In particular, in a pipe immediately after a measurement point such as a pressure regulator or a curved pipe, an irregular turbulent state accompanied by a vortex or a return flow occurs, so that the directional component does not become a fixed direction. However, the above measurement method could not eliminate the influence. Therefore, when using such a measurement method,
The measured flow rates were not always accurate and sufficiently reliable. To cope with this, when installing a flow meter in a gas pipe or the like to improve the accuracy in practice, it is necessary to make the pipe line as straight as possible to reduce the influence of turbulence as much as possible. In addition, since the measurement results obtained in this way are not expected to have high accuracy, a simple and high-accuracy flow rate measuring means has been desired.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題を解消すべく案出されたものであり、非発達な状態
においても平均流量を容易にかつ高い精度で測定するこ
とを目的とする。また、本発明は、検出素子が消耗ある
いは損傷しても、残存する検出素子により直に機能を停
止することなく継続して計測可能な、保安上優れた流量
計を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve such a problem, and has as its object to measure the average flow rate easily and with high accuracy even in a non-developed state. I do. Another object of the present invention is to provide a flowmeter excellent in security that can continuously measure without stopping the function by the remaining detection element even if the detection element is worn out or damaged. .

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、その目的を達
成するため、請求項1の発明では、流路中の流体の平均
流速を測定する方法において、流体中の複数の測定点
で、少なくとも2方向の流速を測定して、これら各測定
点で得られたそれぞれの方向の流速を平均化し、この平
均化した値に各方向ごとの補正係数を乗じて得た各方向
成分の和として平均流速を求める。請求項2の発明で
は、上記各流速測定点において、熱式流速検出素子を用
いて流速を測定する。請求項3の発明では、上記各流速
測定点において、タービン型流速検出素子を用いて流速
を測定する。
According to the present invention, there is provided a method for measuring an average flow velocity of a fluid in a flow path, comprising the steps of: The flow velocity in at least two directions is measured, the flow velocity in each direction obtained at each of these measurement points is averaged, and the averaged value is multiplied by a correction coefficient for each direction to obtain a sum of the components in each direction. Find the average flow velocity. According to the second aspect of the present invention, the flow velocity is measured at each of the flow velocity measurement points using a thermal flow velocity detecting element. According to the third aspect of the present invention, the flow velocity is measured at each of the flow velocity measurement points using a turbine type flow velocity detecting element.

【0016】また、請求項4の発明では、流速測定手段
を流路方向に沿う方向とこれと異なる少なくとも1方向
に沿ってその測定方向が向くように配置し、これらの各
方向に向く測定手段を配置した測定点を複数箇所形成し
てなる各方向の流速検出手段とを備える流量計を構成す
る。また、請求項4の発明では、請求項4記載の流量計
において、各検出手段からの出力を各方向ごとに平均
し、各方向ごとの補正係数を乗じてそれらの和を算出す
る演算手段とを備えた。請求項6の発明では、請求項4
記載の流量計において、流速測定手段を断面形状がコ字
状の方向成分限定用カバーで覆った。請求項7の発明で
は、請求項4記載の流量計において、流速測定手段をタ
ービン型流速検出素子とした。請求項8の発明では、流
速測定手段を流体の流れ方向に対して薄い面を有する板
状からなる支持体の表面および支持体の両表面間を結ぶ
開口内に取付けた。請求項9の発明では、請求項8記載
の流量計において、支持体の断面を流線形とした。
According to the present invention, the flow velocity measuring means is arranged so that the measuring direction is oriented in at least one direction different from the direction along the flow path direction, and the measuring means is oriented in each of these directions. And a flow rate detecting means in each direction formed by forming a plurality of measurement points in which a plurality of measurement points are arranged. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the flow meter according to the fourth aspect, wherein an output from each of the detecting means is averaged for each direction, and a calculation coefficient for each direction is multiplied to calculate a sum thereof. With. According to the invention of claim 6, according to claim 4,
In the flow meter described above, the flow velocity measuring means was covered with a direction component limiting cover having a U-shaped cross section. In the invention according to claim 7, in the flow meter according to claim 4, the flow velocity measuring means is a turbine type flow velocity detecting element. In the invention of claim 8, the flow velocity measuring means is mounted in the surface of the plate-shaped support having a thin surface in the flow direction of the fluid and in the opening connecting between both surfaces of the support. According to a ninth aspect of the present invention, in the flow meter according to the eighth aspect, the cross section of the support is streamlined.

【0017】すなわち、従来技術の説明において述べた
ように、熱式流速検出素子等により検出された流速は、
それぞれの測定点における乱流の渦などのそれぞれの方
向に沿った流速であって、方向を加味しない絶対値であ
るから、不規則な乱れが生じている場合、これを流路断
面に沿って平均しても目的とする流体の流路に沿う方向
の平均流速や平均流量とはならない。
That is, as described in the description of the prior art, the flow velocity detected by the thermal flow velocity detecting element or the like is:
Velocity along each direction, such as turbulent vortex at each measurement point, is an absolute value that does not take into account the direction, so if irregular turbulence occurs, it should be The average does not become the average flow velocity or the average flow rate in the direction along the flow path of the target fluid.

【0018】したがって、精度の高い測定値を得るに
は、これらの測定点における流路方向以外の流速成分を
求めて、補正する必要がある。流体の状態を表す各種の
性質には、温度、圧力、あるいは流速などがあり、これ
らの変化を測定することによって、これらの流体の流れ
の方向や流速を検出することができる。例えば、前記熱
式流速検出素子において、その温度変化を2点間で相互
に干渉させて複数の方向において計測すれば、それぞれ
の方向における温度変化の検出により、流れの方向と流
速を知ることができる。
Therefore, in order to obtain highly accurate measured values, it is necessary to obtain and correct flow velocity components other than the flow path direction at these measurement points. Various properties representing the state of the fluid include temperature, pressure, and flow velocity. By measuring these changes, the flow direction and flow velocity of the fluid can be detected. For example, in the thermal type flow velocity detecting element, if the temperature change is caused to interfere with each other between two points and measured in a plurality of directions, the flow direction and the flow velocity can be known by detecting the temperature change in each direction. it can.

【0019】このようにして、例えば流路を横切る断面
に沿って、特定の複数の方向について、例えば、流路方
向、および流路方向に垂直な他の2方向について、x,
y,z軸の3次元座標系として、流路に沿った方向をx
軸方向、流路方向に垂直な2方向をそれぞれ、y軸およ
びz軸方向として、それぞれの方向の流体の流速を計測
する。複数の測定点について計測すれば、これらの計測
値から、該断面内の流路に沿う流れの方向成分が定ま
る。したがって、x軸,y軸およびz軸方向の流速を測
定し、それぞれの方向について多数のデータをとり、実
験的に確認した平均流速を対照して、各方向ごとの補正
係数を定める。流路内では著しい乱れを生じていること
から、流路方向のみでなく、流路に直角な方向について
も特定の条件に応じて、特定のパターンに従った変化が
生じていることが予測されるが、このように、流路方向
のみでなく、流路に直角なy軸およびz軸方向の流速の
測定値を実験的に求めたパラメータとして導入すること
によって、これらの乱流の影響を加味した平均流速が得
られる。
In this way, for example, along a cross section crossing a flow path, x, x in a plurality of specific directions, for example, in a flow path direction and two other directions perpendicular to the flow path direction.
As a three-dimensional coordinate system of y and z axes, the direction along the flow path is x
Two directions perpendicular to the axial direction and the flow path direction are defined as the y-axis and the z-axis, respectively, and the flow velocity of the fluid in each direction is measured. If measurement is performed for a plurality of measurement points, the directional component of the flow along the flow path in the cross section is determined from these measurement values. Therefore, flow velocities in the x-axis, y-axis, and z-axis directions are measured, a large amount of data is obtained in each direction, and a correction coefficient for each direction is determined by comparing the experimentally confirmed average flow velocity. Since significant turbulence has occurred in the flow path, it is predicted that not only the flow path direction but also a direction perpendicular to the flow path will change according to a specific condition according to a specific pattern. However, by introducing the measured values of the flow velocity in the y-axis and z-axis directions perpendicular to the flow path as well as in the flow path direction as parameters experimentally obtained, the influence of these turbulent flows can be reduced. The average flow velocity is obtained.

【0020】このような流体の状態変化を検出する手段
として、前記の従来技術において説明した熱式流速検出
素子の原理を応用して、流体の流速とその方向を同時に
検出する検出素子がある。該検出素子の構造を図10お
よびそのA−A線に沿った断面図の図11に示す。流体
の流速と方向を検出する検出素子は、シリコンなどの半
導体基板41の上に形成した保護膜上に一対のヒータ線
43を設けて構成される。ヒータ線43の裏面側のシリ
コン基板41には、ヒータ線43に熱を伝えやすくする
ために凹部45をエッチングなどにより形成する。ヒー
タ線43を金等のボンディングワイヤにより電気的に接
続するためのコンタクトパッド44を設ける。
As a means for detecting such a change in the state of the fluid, there is a detection element for simultaneously detecting the flow velocity and the direction of the fluid by applying the principle of the thermal type flow velocity detection element described in the prior art. The structure of the detection element is shown in FIG. 10 and FIG. 11 in a cross-sectional view along the line AA. The detection element for detecting the flow velocity and direction of the fluid is configured by providing a pair of heater wires 43 on a protective film formed on a semiconductor substrate 41 such as silicon. A recess 45 is formed in the silicon substrate 41 on the back surface side of the heater wire 43 by etching or the like in order to easily transfer heat to the heater wire 43. A contact pad 44 for electrically connecting the heater wire 43 with a bonding wire such as gold is provided.

【0021】この熱式流速検出素子を用いて流速および
流れの方向を検出するには、流体中で、その流れの方向
がこれら一対のヒータ線を横切る方向に素子を配置し、
これらのヒータ線に発熱電流を通電すると、上流側と下
流側のヒータ線に温度差が生じる。この温度差による抵
抗変化を測定することによって、これら一対のヒータ線
を横切る流れの方向および流速を測定することができ
る。
In order to detect the flow velocity and the direction of the flow using the thermal type flow velocity detecting element, the element is arranged in the fluid such that the direction of the flow crosses the pair of heater wires.
When a heating current is supplied to these heater wires, a temperature difference occurs between the upstream and downstream heater wires. By measuring the change in resistance due to the temperature difference, the direction and flow velocity of the flow across the pair of heater wires can be measured.

【0022】すなわち、一対のヒータ線に通電して発熱
させると、ヒータ線は流体によって冷却されて、その低
下した温度に応じてその抵抗値を変えるが、下流に位置
するヒータ線は上流のヒータ線によって流体が加熱され
るので、上流側のヒータ線との間に温度差が生じ、その
抵抗値に差が生じる。したがって、これら一対のヒータ
線の抵抗値の差によって、流れの向器を検出することが
できる。このとき、同時にこれら一対のヒータ線の電気
抵抗の変化から、前記したように流体の流速を検出する
ことも可能であり、これらの測定値から流体の所定の方
向における流速を知ることができる。
That is, when a pair of heater wires are energized to generate heat, the heater wires are cooled by the fluid, and their resistance values are changed according to the lowered temperature. Since the fluid is heated by the wire, a temperature difference occurs between the fluid and the upstream heater wire, and a difference occurs in the resistance value. Therefore, the flow direction can be detected from the difference between the resistance values of the pair of heater wires. At this time, it is also possible to detect the flow velocity of the fluid at the same time from the change in the electric resistance of the pair of heater wires as described above, and it is possible to know the flow velocity of the fluid in a predetermined direction from these measured values.

【0023】図12および図13に、流体の状態変化を
検出する素子の他の例を示す。この素子は、2方向の流
量を検出できる素子であり、シリコンなどの半導体基板
41の上に形成した保護膜上に二対のヒータ線43Xお
よび43Zを設けて構成される。ヒータ線43の裏面側
のシリコン基板41には、ヒータ線43に熱を伝えやす
くするために凹部45をエッチングなどにより形成す
る。ヒータ線43を金等のボンディングワイヤにより電
気的に接続するためのコンタクトパッド44を設ける。
FIGS. 12 and 13 show another example of an element for detecting a change in the state of a fluid. This element can detect the flow rate in two directions, and is configured by providing two pairs of heater wires 43X and 43Z on a protective film formed on a semiconductor substrate 41 such as silicon. A recess 45 is formed in the silicon substrate 41 on the back surface side of the heater wire 43 by etching or the like in order to easily transfer heat to the heater wire 43. A contact pad 44 for electrically connecting the heater wire 43 with a bonding wire such as gold is provided.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】この検出素子を用いて流体の3次
元立体方向の流速を測定するには、図1に示すように、
x,y,z軸のそれぞれの方向に沿って流速検出素子4
x,4y,4zを配置する。このように流速検出素子を
設けた支持体2を流路内の所定の位置に多数配置するこ
とによって、流路内の各測定点におけるこれらx,y,
z軸のそれぞれの方向の流速を計測することができる。
また、図2に示すように、各検出素子4x,4y,4z
を覆う整流板10を設けることによって、それぞれの軸
方向以外の流れの影響を回避することができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In order to measure the flow velocity of a fluid in a three-dimensional three-dimensional direction using this detection element, as shown in FIG.
A flow velocity detecting element 4 along each of the x, y, and z axes
x, 4y, and 4z are arranged. By arranging a large number of the supports 2 provided with the flow velocity detecting elements at predetermined positions in the flow path, these x, y, and
The flow velocity in each direction of the z-axis can be measured.
Further, as shown in FIG. 2, each of the detection elements 4x, 4y, 4z
By providing the rectifying plate 10 that covers the flow direction, it is possible to avoid the influence of the flow other than the respective axial directions.

【0025】また、ヒータ線43による流速とその流れ
の方向を測定するには、図3に示すように、x,y,z
軸のそれぞれの方向に向けてヒータ線43x,43y,
43zを配置してもよい。この場合も、ヒータ線に沿う
方向の温度変化が生じることから、それぞれの軸方向の
流速が測定できるが、支持体2上に破線で示した整流板
10を配置することで精度を向上することができる。
In order to measure the flow velocity and the direction of the flow by the heater wire 43, as shown in FIG.
The heater wires 43x, 43y,
43z may be arranged. Also in this case, since the temperature changes in the direction along the heater wire, the flow velocity in each axial direction can be measured. However, the accuracy can be improved by disposing the rectifying plate 10 shown by the broken line on the support 2. Can be.

【0026】また、その他にタービンなどの機械式の流
速計も適用可能であって、図4に示すように、支持体上
にそれぞれx,y,z軸方向に沿ってタービン式流速計
11x,11y11zを配置することによって、それぞ
れの方向を特定した流速を測定することができる。
In addition, a mechanical velocimeter such as a turbine can also be applied. As shown in FIG. 4, a turbine velocimeter 11x, 11x, 11x, By arranging 11y11z, it is possible to measure the flow velocity in each direction.

【0027】このようにして計測された、x,y,z軸
に沿ったそれぞれの方向の流速は、基調としてx方向に
向かう流れがあるが、乱流成分としてその位置や流速に
よりその流れの方向が異なることから、x軸方向以外の
yおよびz軸方向の流量成分についても測定して、実験
的に確認された平均流速との流速との関係をこれらをも
パラメータとして解釈すればよい。このような流体にお
ける乱れは極めて複雑な現象であるため、スーパーコン
ピュータによるシミュレーションによっても十分に解析
できず、厳密な流体理論からのアクセスは実際上困難で
あるが、このような手法によることにより、実用上十分
な精度を確保することが可能である。
The flow velocities in the respective directions along the x, y, and z axes measured in this manner include a flow toward the x direction as a basic tone, and the flow of the flow as a turbulent component depends on its position and flow velocity. Since the directions are different, the flow components in the y- and z-axis directions other than the x-axis direction may also be measured, and the relationship between the experimentally confirmed average flow speed and the flow speed may be interpreted as these as parameters. Such turbulence in fluids is an extremely complex phenomenon, so it cannot be sufficiently analyzed even by simulation using a supercomputer, and access from strict fluid theory is practically difficult. It is possible to secure sufficient accuracy for practical use.

【0028】したがって、このようにして測定された
x,y,z軸方向の流速を常法に従って各測定値につい
て平均化し、それぞれの方向について実験的に求めた補
正係数を乗じて、平均流速をその和として求めればよ
い。この場合、これらの測定手段によって得られたデー
タは、電気的な出力として扱うことができるので、その
解析および算出は従来の平均流速の測定、算出の場合と
同様の手法によって容易に行うことができる。
Therefore, the flow rates in the x, y, and z-axis directions thus measured are averaged for each measured value according to a conventional method, and multiplied by a correction coefficient experimentally obtained in each direction to obtain an average flow rate. What is necessary is just to obtain it as the sum. In this case, since the data obtained by these measuring means can be treated as an electrical output, the analysis and calculation thereof can be easily performed by the same method as the conventional measurement and calculation of the average flow velocity. it can.

【0029】したがって、本発明によれば、これら流路
中のx軸方向のみでなく、x,y,z軸方向の流速成分
をも測定して、乱れによるこれらの方向の流れの影響を
加味した平均流速を得られることができるので、整圧器
の後方などで乱れが生じており、十分な流路長さが確保
できない場合においても、その測定点で生じている渦等
の乱れの有無にかかわらず正確な平均流速測定値を得る
ことができる。
Therefore, according to the present invention, not only the x-axis direction but also the flow velocity components in the x, y and z-axis directions in these flow paths are measured, and the influence of the flow in these directions due to turbulence is taken into account. Since the average flow velocity can be obtained, the turbulence occurs behind the pressure regulator, etc., and even if a sufficient flow path length cannot be secured, the presence of turbulence such as vortex at the measurement point Regardless, accurate average flow velocity measurements can be obtained.

【0030】[0030]

【実施例】次に、本発明にかかる熱式流速方向検出素子
を用いて、流体の流量を測定する方法を具体的な設置例
を用いて説明する。図5において、本発明にかかる熱式
流量計1を設置するガス配管路は、7Kg/cm2ゲー
ジのガスが供給される高圧導管51から、このガス圧を
230mm水中ゲージに減圧する整圧器52を経て、整
圧器52の出側に接続される100mm径で750mm
長の導管52、200mm径で2750mm長の導管5
4及び300mm径の導管55に接続されてなる。熱式
流量計1は、導管53の100mm径から200mm径
に拡大された点から300mmの位置に開けた小孔か
ら、導管54の管路中にその直径方向にわたって挿入さ
れて設置される。この設置位置では、整圧器及び導管の
径の拡大した位置からせいぜいその導管直径の3倍に満
たないため、ガス流は非発達な乱流状態にある。
Next, a method for measuring the flow rate of a fluid using the thermal flow direction detecting element according to the present invention will be described with reference to a specific installation example. In FIG. 5, a gas pipe line in which the thermal flow meter 1 according to the present invention is installed is provided with a pressure regulator 52 for reducing the gas pressure to a 230 mm underwater gauge from a high pressure conduit 51 to which a gas of 7 kg / cm 2 gauge is supplied. 750 mm with a diameter of 100 mm connected to the output side of the pressure regulator 52
Long conduit 52, 200 mm diameter and 2750 mm long conduit 5
It is connected to a conduit 55 having a diameter of 4 and 300 mm. The thermal flow meter 1 is inserted into a conduit of a conduit 54 through a small hole opened at a position 300 mm from a point enlarged from a diameter of 100 mm to a diameter of 200 mm of the conduit 53, and installed. At this location, the gas flow is in a non-developed turbulent state, since at most the diameter of the pressure regulator and conduit is less than three times its conduit diameter.

【0031】図6に、熱式流量計1を導管内に挿入した
状態の詳細を示す。導管54の所定の位置にネジを設け
た測定用の小孔を設け、支持体2上に熱式検出素子4を
貼り付けた本発明にかかる熱式流量計1を挿入し、ネジ
により密閉する。本発明で使用する熱式検出素子4は2
mm四方程度の微小な構造であるから、熱式流量計全体
の寸法は小さく、導管内の抵抗に影響を与えることはな
い。
FIG. 6 shows details of a state in which the thermal type flow meter 1 is inserted into a conduit. A small hole for measurement provided with a screw at a predetermined position of the conduit 54 is provided, and the thermal flow meter 1 according to the present invention, in which the thermal detection element 4 is attached to the support 2, is sealed with a screw. . The thermal detection element 4 used in the present invention is 2
Since it has a small structure of about mm square, the overall size of the thermal flow meter is small and does not affect the resistance in the conduit.

【0032】図6の鎖線Cで囲まれた部分の拡大図を図
7に示す。各熱式検出素子4x,4zは、導管の流れ方
向に沿う方向およびこれに直角な図面縦方向に流量計1
の表面に沿って支持体2上に貼り付けられている。さら
に、流路を横切る紙面に垂直な方向には、流量計1の側
面に左右に連通する開口21を設けてその開口内に横軸
に沿って検出素子4yを配置している。図中流れの流路
方向およびそれに直角な縦方向の検出素子4x,4zが
流量計1の一面にしか設置されていないが、カルマン渦
は、左右対称に発生するため、このように近接した配置
の場合、その検出には片側のみ配置するだけでもよい。
FIG. 7 is an enlarged view of a portion surrounded by a chain line C in FIG. Each of the thermal detection elements 4x and 4z is connected to the flow meter 1 in a direction along the flow direction of the conduit and in a vertical direction in the drawing perpendicular to the flow direction.
Is attached on the support 2 along the surface of. Further, an opening 21 communicating left and right is provided on a side surface of the flow meter 1 in a direction perpendicular to the paper surface crossing the flow path, and the detecting element 4y is arranged along the horizontal axis in the opening. In the figure, the detection elements 4x and 4z in the direction of the flow path of the flow and the vertical direction perpendicular thereto are installed only on one surface of the flowmeter 1, but since the Karman vortices are generated symmetrically, they are arranged in such close proximity. In this case, only one side may be arranged for the detection.

【0033】図6のA−A線に沿う断面を図8に示す。
流量計1は、流れの状態を乱さないよう断面が流線形に
成形されており、その左右側面に流通する開口21を設
けて、左右水平方向に沿う渦等の流れを受け入れるよう
構成されている。該開口21内に接地された熱式検出素
子4yは、検出方向を左右水平方向すなわちY方向に向
けて配置される。図9は、図6のB−B線に沿う断面図
で、その左右いずれか1面に流れの流路方向に沿って熱
式検出素子4xを配置し、その反対側には流れと直角の
縦方向に向けて熱式検出素子4zを配置する。このよう
な、流れ方向の検出素子4xと流れに直角方向の検出素
子4zの組合わせを、支持体の表面の左右に交互に配置
すること、すなわち、1面に検出素子4xを配置し他面
に検出素子4zを配置したその上下位置では1面に検出
素子4zを配置し他面に検出素子4xを配置することに
よって、測定精度を向上させることができる。
FIG. 8 shows a section taken along the line AA of FIG.
The flow meter 1 is formed in a streamlined cross section so as not to disturb the state of the flow, is provided with openings 21 circulating on the left and right side surfaces thereof, and is configured to receive a flow such as a vortex along the left and right horizontal direction. . The thermal detection element 4y that is grounded in the opening 21 is arranged with the detection direction directed to the left and right horizontal direction, that is, the Y direction. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. 6, in which the thermal detection element 4x is arranged along one of the left and right surfaces along the flow path direction of the flow, and the other side is perpendicular to the flow. The thermal detection element 4z is arranged in the vertical direction. Such a combination of the detection element 4x in the flow direction and the detection element 4z in the direction perpendicular to the flow is alternately arranged on the left and right of the surface of the support, that is, the detection element 4x is arranged on one surface and the other surface is arranged. In the upper and lower positions where the detection element 4z is disposed, the measurement accuracy can be improved by disposing the detection element 4z on one surface and the detection element 4x on the other surface.

【0034】これらの流量計の構造や熱式検出素子の配
置は、これらの例に限られるものではなく、支持部2の
平面部にのみ素子を配置した流量計を導管の断面にY軸
方向およびZ軸方向に縦横に配置して、流れ流路方向の
ほか、流れに直角な方向の流れY軸およびZ軸の成分を
計測することもできる。
The structure of these flowmeters and the arrangement of the thermal detection elements are not limited to these examples, and the flowmeter having the elements arranged only on the flat portion of the support section 2 is mounted on the cross section of the conduit in the Y-axis direction. And components arranged vertically and horizontally in the Z-axis direction to measure the components of the flow Y-axis and the Z-axis in a direction perpendicular to the flow, in addition to the flow channel direction.

【0035】こうようにして検出された検出値から平均
流速を求める手法を説明する。流体の状態変化を検出す
る熱式検出素子が上記のように、流路方向をx軸、該軸
に直角の2方向をyおよびz軸として、それぞれの方向
に向けて配置すると、これらの各素子はその検出点にお
けるそれぞれの方向の流速を検出する。そこで、これら
各方向ごとに、平均化する。平均化の手法は常法によっ
てよい。
A method for obtaining the average flow velocity from the detection values thus detected will be described. As described above, when the thermal detection element for detecting a change in the state of the fluid is arranged in the respective directions with the flow path direction as the x axis and two directions perpendicular to the axis as the y and z axes, The element detects the flow velocity in each direction at the detection point. Therefore, averaging is performed for each of these directions. The averaging method may be a conventional method.

【0036】これらx,yおよびz軸方向の測定値のデ
ータを多数の測定点について取り、実験的に求めた平均
流速と対照することにより各方向軸ごとの補正係数を求
めて、次式により平均流速を積算する。
The data of the measured values in the x, y and z-axis directions are taken at a number of measurement points, and a correction coefficient for each direction axis is determined by comparing with the experimentally determined average flow velocity. Integrate the average flow velocity.

【0037】[0037]

【数2】 ここで、α+β+γ=1.0になるように設定され、x
1,x2,x3,…xn、y1,y2,y3,…yn、z1
2,z3,…znは、それぞれx,y,z軸方向の各測
定点における流速測定値である。α、β、γは、それぞ
れx,y,z軸方向の流速補正係数であって、実験的に
求められる。
(Equation 2) Here, α + β + γ = 1.0 is set, and x
1, x 2, x 3, ... x n, y 1, y 2, y 3, ... y n, z 1,
z 2, z 3, is ... z n, a velocity measurement at each x, y, the measurement points in the z-axis direction. α, β, and γ are flow velocity correction coefficients in the x, y, and z axis directions, respectively, and are experimentally obtained.

【0038】平均流速は、下記(4)式で求めることが
できる。 平均流速=X+Y+Z …… (4)
The average flow velocity can be obtained by the following equation (4). Average flow rate = X + Y + Z (4)

【0039】また、本発明において用いる前記熱式検出
素子4x,4y,4zは、電気的抵抗体としての構造
上、この前記熱式検出素子と変わりはなく、定電圧源と
接続してその電気的抵抗変化を検出する抵抗体であるか
ら、前記従来技術における平均流量算出の場合と同じ並
列回路構成を取ることができることから、過酷な使用環
境の下で個々の検出素子が損傷した場合でも、損傷した
素子を除いて抵抗値を補正することにより、直ちに測定
不能に陥ることなく測定を継続できることから、保安管
理上も信頼度が高い利点がある。
The thermal detection elements 4x, 4y, and 4z used in the present invention are not different from the thermal detection elements in terms of structure as an electric resistor, and are connected to a constant voltage source to supply electric power. Since it is a resistor that detects a change in electrical resistance, it can take the same parallel circuit configuration as in the case of the average flow rate calculation in the above-described prior art, even if individual detection elements are damaged under a severe use environment, By correcting the resistance value except for the damaged element, the measurement can be continued immediately without the measurement being disabled. Therefore, there is an advantage that the reliability is high in security management.

【0040】これらの熱式検出素子4による計測は、前
記の従来の熱式検出素子と同様に、素子の応答速度が極
めて速くmsのオーダーであるので、5〜10回/秒の
サンプリングデータの読み込みを行い、これらからサン
プリング平均を取るか、或は、一定計測回数ごとにデー
タを更新して連続性を持たせた移動平均を取ればよい。
In the measurement by the thermal detection element 4, the response speed of the element is extremely fast, on the order of ms, as in the case of the above-mentioned conventional thermal detection element. Reading may be performed, and a sampling average may be obtained from these data, or a moving average having continuity by updating data every fixed number of times may be obtained.

【0041】以上の例においては、熱式検出素子および
温度検出素子を個々に基板上に形成するものであった
が、これらをシリコンなどの半導体基板上に、フォトリ
ソグラフィーなどの微細加工技術により作り込むことが
可能であって、この方法によれば各素子の大きさは極め
て小さく、かつ正確に複数の素子を同一基板上に多数作
成できるのであって、流量計全体を小型化できると共
に、量産によって安価に作成することが可能となる。
In the above example, the thermal detection element and the temperature detection element are individually formed on a substrate. However, they are formed on a semiconductor substrate such as silicon by a fine processing technique such as photolithography. According to this method, the size of each element is extremely small, and a large number of elements can be accurately formed on the same substrate. Thus, it is possible to make it inexpensively.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
非発達な乱れた状態にある流体の平均流量を正確かつ容
易に計測することができる。また、熱式検出素子により
構成することができることから、流量計自体が極めて小
型にでき、ガス配管などに挿入用の小穴を通して容易に
取りつけることができる。
As described above, according to the present invention,
It is possible to accurately and easily measure the average flow rate of a fluid in a non-developed turbulent state. Further, since the flow meter can be constituted by a thermal detection element, the flow meter itself can be made extremely small, and can be easily attached to a gas pipe or the like through a small hole for insertion.

【0043】また、本発明の測定方法および流速計によ
れば、計測精度が高いことから、ガスの漏出等の検出等
広い用途に適している。半導体微細加工技術により、シ
リコン基板などに作り込むことが可能であって、極めて
小型にできると共に量産効果による大幅なコストダウン
が可能である、等の顕著な作用・効果を得ることができ
る。
Further, according to the measuring method and the anemometer of the present invention, since the measuring accuracy is high, it is suitable for a wide range of uses such as detection of gas leakage and the like. The semiconductor microfabrication technology can produce remarkable functions and effects, such as being able to be formed on a silicon substrate or the like, being extremely compact, and being capable of significantly reducing costs by mass production effects.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる流量計における検出素子の配置
例を示す概念図。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of the arrangement of detection elements in a flow meter according to the present invention.

【図2】本発明にかかる流量計における検出素子の設置
例の他の例を示す概念図。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing another example of the installation example of the detection element in the flow meter according to the present invention.

【図3】本発明にかかる流量計におけるヒータ線型検出
素子の配置例を示す概念図。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing an example of the arrangement of heater linear detection elements in a flow meter according to the present invention.

【図4】本発明にかかる流量計におけるタービン流速計
の配置例を示す概念図。
FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the arrangement of a turbine velocimeter in the flowmeter according to the present invention.

【図5】本発明にかかる流量計を配管に設置した例を示
す図。
FIG. 5 is a diagram showing an example in which a flow meter according to the present invention is installed in a pipe.

【図6】本発明にかかる流量計を配管内に設置した状態
を示す断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing a state where the flow meter according to the present invention is installed in a pipe.

【図7】図6の鎖線Cで囲まれた部分の拡大図。FIG. 7 is an enlarged view of a portion surrounded by a chain line C in FIG. 6;

【図8】図6のA−A線の断面図。FIG. 8 is a sectional view taken along line AA of FIG. 6;

【図9】図6のB−B線の断面図。FIG. 9 is a sectional view taken along line BB of FIG. 6;

【図10】本発明において使用する熱式検出素子の平面
図。
FIG. 10 is a plan view of a thermal detection element used in the present invention.

【図11】図10のA−A線断面図。FIG. 11 is a sectional view taken along line AA of FIG. 10;

【図12】本発明において使用する2方向検出型熱式検
出素子の平面図。
FIG. 12 is a plan view of a two-way detection type thermal detection element used in the present invention.

【図13】図12のB−B線断面図。FIG. 13 is a sectional view taken along line BB of FIG. 12;

【図14】従来のピトー管式相関流量計の構成を示す斜
視図。
FIG. 14 is a perspective view showing a configuration of a conventional Pitot tube correlation flow meter.

【図15】図14のB−B線断面図。FIG. 15 is a sectional view taken along line BB of FIG. 14;

【図16】従来の熱式流速検出素子を用いた流量計の構
成を示す斜視図。
FIG. 16 is a perspective view showing a configuration of a flow meter using a conventional thermal flow velocity detecting element.

【図17】従来の熱式流速検出素子を用いた流量算出回
路図。
FIG. 17 is a circuit diagram for calculating a flow rate using a conventional thermal type flow velocity detecting element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 熱式流量計 2 支持部材 3 ガラス基板 4 熱式検出素子 5 保護カバー 6 間隔保持部材 7 温度検出素子 8 信号処理部 9 接続線 10 整流板 11 タービン式流速計 21 小孔 31 配線パターン 32 配線パターン側接続パッド 33 接続端子用パッド 34 温度検出素子用パッド 41 シリコン基板 43 ヒータ線 44 コンタクトパッド 45 凹部 46 金線 51 高圧導管 52 整圧器 53 導管(100mm径) 54 導管(200mm径) 55 導管(300mm径) 81 定電圧源 82 演算回路 83 表示部 84 電圧検出用抵抗 90 ピトー管 91 高圧管 92 低圧管 93 鞘 94 高圧ポート 95 低圧ポート 96 上流側ポート DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Thermal flow meter 2 Support member 3 Glass substrate 4 Thermal detection element 5 Protective cover 6 Spacing member 7 Temperature detection element 8 Signal processing unit 9 Connection line 10 Rectifier plate 11 Turbine velocity meter 21 Small hole 31 Wiring pattern 32 Wiring Pattern side connection pad 33 connection terminal pad 34 temperature detection element pad 41 silicon substrate 43 heater wire 44 contact pad 45 recess 46 gold wire 51 high pressure conduit 52 pressure regulator 53 conduit (100 mm diameter) 54 conduit (200 mm diameter) 55 conduit ( 81 constant voltage source 82 arithmetic circuit 83 display unit 84 voltage detection resistor 90 pitot tube 91 high pressure tube 92 low pressure tube 93 sheath 94 high pressure port 95 low pressure port 96 upstream port

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 乱流となっている流路中の平均流速を測
定する流速測定方法において、流体中の複数の測定点で
少なくとも2方向の流速を測定して、これら各測定点で
得られたそれぞれの方向の流速を平均化し、この平均化
された値に各方向ごとの補正係数を乗じて得た各方向成
分の値の和として平均流速を求めることを特徴とする流
速測定方法。
In a flow velocity measuring method for measuring an average flow velocity in a turbulent flow path, a flow velocity in at least two directions is measured at a plurality of measurement points in a fluid, and the flow velocity is obtained at each of these measurement points. A flow velocity measurement method for averaging the flow velocity in each direction, and calculating an average flow velocity as a sum of values of each direction component obtained by multiplying the averaged value by a correction coefficient for each direction.
【請求項2】 熱式流速検出素子によって各測定点の流
速を検出することを特徴とする請求項1記載の流速測定
方法。
2. The flow velocity measuring method according to claim 1, wherein the flow velocity at each measurement point is detected by a thermal flow velocity detecting element.
【請求項3】 タービン型流速検出素子によって各測定
点の流速を検出することを特徴とする請求項1記載の流
速測定方法。
3. The flow velocity measuring method according to claim 1, wherein the flow velocity at each measurement point is detected by a turbine type flow velocity detecting element.
【請求項4】 流速測定手段を流路方向に沿う方向とこ
れと異なる少なくとも一方向に沿ってその測定方向が向
くように配置し、これらの各方向の流速測定手段とを備
えることを特徴とする流量計。
4. The method according to claim 1, further comprising arranging the flow velocity measuring means so that the measuring direction is oriented in at least one direction different from the direction along the flow path direction, and comprising flow velocity measuring means in each of these directions. Flow meter.
【請求項5】 各検出手段からの出力を各方向ごとに平
均し、各方向ごとの補正係数を乗じてそれらの和を算出
する演算手段とを備えることを特徴とする請求項4記載
の流量計。
5. The flow rate according to claim 4, further comprising an arithmetic means for averaging the output from each detecting means for each direction, multiplying by a correction coefficient for each direction, and calculating the sum thereof. Total.
【請求項6】 流速測定手段を断面形状がコ字状の方向
成分限定用カバーで覆ったことを特徴とする請求項4記
載の流量計。
6. The flow meter according to claim 4, wherein the flow rate measuring means is covered with a direction component limiting cover having a U-shaped cross section.
【請求項7】 流速測定手段がタービン型流速検出素子
であることを特徴とする請求項4記載の流量計。
7. The flow meter according to claim 4, wherein the flow rate measuring means is a turbine type flow rate detecting element.
【請求項8】 流速測定手段を流体の流れ方向に対して
薄い面を有する板状からなる支持体の表面および支持体
の両表面間を結ぶ開口内に取付けたことを特徴とする請
求項4記載の流量計。
8. The apparatus according to claim 4, wherein the flow velocity measuring means is mounted in a surface of a plate-shaped support having a thin surface in a flow direction of the fluid and in an opening connecting between both surfaces of the support. Flowmeter as described.
【請求項9】 支持体の断面が流線形である請求項8記
載の流量計。
9. The flow meter according to claim 8, wherein the cross section of the support is streamlined.
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